详解如何用LM324将交流电转变成单片机可以测量的范围

ID:386308 · 发表于 2019-7-22 15:46

其实将交流电转变成0~5V有很多方法，比如说电压互感器和运放。
我要说的也是一种非常常见的运放LM324，LM324是单电源四路运算放大器。LM324系列是低成本的四路运算放大器，具有真正的差分输入。在单电源应用中，它们与标准运算放大器类型相比具有几个明显的优势。该四路放大器可以工作于低至3.0 V或高达32 V的电源电压，静态电流是MC1741的五分之一左右（每个放大器）。共模输入范围包括负电源，因此在众多应用中无需外部偏置元器件。输出电压范围也包括负电源电压。
下边是LM324的一些特性。
运放类型:低功率
放大器数目:4
带宽:1.2MHz
针脚数:14
工作温度范围:0°C to +70°C
封装类型:SOIC
3dB带宽增益乘积:1.2MHz
变化斜率:0.5V/μs
器件标号:324
器件标记:LM324AD
增益带宽:1.2MHz
工作温度最低:0°C
工作温度最高:70°C
放大器类型:低功耗
温度范围:商用
电源电压最大:32V
电源电压最小:3V
芯片标号:324
表面安装器件:表面安装
输入偏移电压最大:7mV
运放特点:高增益频率补偿运算
逻辑功能号:324
额定电源电压, +:15V
1.短路保护输出
2.真差动输入级
3.可单电源工作：3V-32V
4.低偏置电流：最大100nA
5.每封装含四个运算放大器。
6.具有内部补偿的功能。
7.共模范围扩展到负电源
8.行业标准的引脚排列
9.输入端具有静电保护功能
LM324介绍完了，下面说一下我的电路设计思路。
第一个信号发生器（VG1）的幅值为1.25V，频率为50Hz，第二个信号发生器（VG2）的幅值为7.5V，频率为50Hz。
这是一个放大器，R3=1.2K，R1=400根据公式可以知道放大倍数为4倍，输出的波形（VF3）的幅值就为5V。
这是LM324组成的一个减法器，用VG2减去VF3便得到了一个输出幅值为2.5V的波形（VF2）了。
最后，这是一种利用运放实现DAC双极性输出的电路，DAC信号由同相端输入，偏移电压由反相端输入，图中偏移电压直接使用了VCC，VCC=12V根据公式可知电阻串联R8分压为1.25V（实际也可由电阻分压出其他电压值），因为R2和R9都是1K，放大倍数为2，所以向上偏移2.5,无论是何种偏置电压，都需要并联大电容C1以减小交流阻抗。根据虚短原理，就得到了我们需要的0~5V交流电（VF1）了。
第一次发帖子，有错误还请大家指出来。

电路原理图如下：

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